精煉轉(zhuǎn)爐過程氣體在線分析系統(tǒng)

近年來(lái)，我國(guó)總顆粒物排放量基本得到控制，二氧化硫排放量有所下降，但是氮氧化物排放量隨著能源消費(fèi)和機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長(zhǎng)而迅速上升。大氣氮氧化物排放會(huì)造成多種環(huán)境影響，主要表現(xiàn)在5個(gè)方面：氮氧化物直接造成的污染及其引起的臭氧污染、酸沉降、顆粒物污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化二次污染問題。氮氧化物是生成臭氧的重要物質(zhì)之一，與城市臭氧濃度和光化學(xué)污染緊密相關(guān)。同時(shí)，氮氧化物還是城市細(xì)粒子污染的主要來(lái)源，成為我國(guó)大中城市普遍存在較

為嚴(yán)重的大氣顆粒物污染、特別是區(qū)域細(xì)粒子污染和灰霾的重要根源。有關(guān)研究表明，氮氧化物排放也加劇了區(qū)域酸雨的惡化。此外，氮氧化物的跨國(guó)界“長(zhǎng)距離輸送”使得這一問題開始引起社會(huì)的關(guān)注，增加了我國(guó)控制氮氧化物排放的壓力。

2大氣環(huán)境中氮氧化物的監(jiān)測(cè)

2.1污染概況

氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮和五氧化二氮等多種形式。大氣中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）形式存在。一氧化氮為無(wú)色、無(wú)臭、微溶于水的氣體，在大氣中易被氧化為NO2。NO2為棕紅色氣體，具有強(qiáng)刺激性臭味，是引起支氣管炎等呼吸道疾病的有害物質(zhì)。大氣中的NO和NO2可以分別測(cè)定，也可以測(cè)定二者的總量。它們主要來(lái)源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產(chǎn)排放的廢氣，以及汽車排氣。在工業(yè)發(fā)達(dá)的市區(qū)，由工業(yè)區(qū)的廢氣排放造成的大氣污染只是增加了空氣的濁度和空氣污染物的背景值，而在人口高度集中的鬧市，主要污染則是由汽車尾氣排放造成的。燃油汽車在行駛中排放了大量有害氣體，其中氮氧化物分擔(dān)率高達(dá)30%。近年來(lái)，流動(dòng)源增加造成的氮氧化物污染問題日益突出，氮氧化物已成為少數(shù)大城市空氣中的主要污染物。

2.2監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

測(cè)定方法化學(xué)發(fā)光法，鹽酸萘乙二胺分光光度法，傳感器法，庫(kù)侖原電池法，闡述了這幾種方法的原理，并從優(yōu)缺點(diǎn)，適用的范圍等方面進(jìn)行了分析對(duì)比，為測(cè)定以及防治氮氧化物提供了依據(jù)。

2.2.1化學(xué)發(fā)光法

化學(xué)發(fā)光法的出現(xiàn)成功解決了NOx的檢測(cè)問題，它主要是基于NO的光化學(xué)性質(zhì)，含氮化合物將轉(zhuǎn)化為NO后進(jìn)行測(cè)定。NOx可以直接測(cè)定氣體中的NO，當(dāng)檢測(cè)NO2時(shí)，先用鑰轉(zhuǎn)換爐將NO2轉(zhuǎn)化成NO，然后再通過化學(xué)發(fā)光反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。化學(xué)發(fā)光法測(cè)定NOx具有靈敏度高（可檢出100nL/LNO2）、反應(yīng)速度快和選擇性比較好等特點(diǎn)，多用于氣體中NOX的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。但該方法受水分干擾在化學(xué)發(fā)光時(shí)會(huì)發(fā)生淬滅，對(duì)測(cè)定值有負(fù)影響，當(dāng)氣體中存在SO2時(shí)也會(huì)產(chǎn)生干擾。

由于可以利用的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)較少，而且化學(xué)發(fā)光的光譜是由受激分子或原子決定的，一般來(lái)說(shuō)也是由化學(xué)反應(yīng)決定的。很少有不同的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生出同一種發(fā)光物質(zhì)的情況，因此化學(xué)發(fā)光分析具有較好的選擇性。

2.2.2鹽酸萘乙二胺分光光度法

大氣中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在測(cè)定氮氧化物濃度時(shí)，應(yīng)先用三氧化鉻將一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收后，生成亞硝酸和硝酸，其中，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生氮化反應(yīng)，在與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色氮燃料，據(jù)其顏色深淺，用分光光度法定量。

吸收液應(yīng)為無(wú)色，如顯微紅色，說(shuō)明已被亞硝酸根污染，應(yīng)檢查試劑和蒸餾水的質(zhì)量；吸收液長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中或受日光照射，也會(huì)顯色，使空白值增高，應(yīng)密閉避光保存；氧化管適于相對(duì)濕度30—70%條件下使用，應(yīng)經(jīng)常注意是否吸濕引起板結(jié)或變成綠色而失效。

2.3數(shù)據(jù)處理與分析

2.3.1儀器

（1）多孔玻板吸收管。（2）雙球玻璃管（內(nèi)裝三氧化鉻-砂子）。（3）空氣采樣器；流量范圍0-1L/min。（4）分光光度計(jì)。（5）100mL容量瓶。（6）7支10mL比色管。

2.3.2試劑

所有試劑均用不含亞硝酸根的重蒸餾水配制。其檢驗(yàn)方法是：所配置的吸收液對(duì)540nm光的吸光度不超過0.005。

（1）吸收原液貯于棕色瓶中，在冰箱內(nèi)可保存兩個(gè)月。保存時(shí)應(yīng)密封瓶口，防治空氣與吸收液接觸。

（2）制備好的三氧化鉻與砂子應(yīng)是松散的，若粘在一起，說(shuō)明三氧化鉻比例太大，可適當(dāng)增加一些砂子，重新制備。

（3）亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液，此溶液每毫升含100.0μg NO2 —，貯于棕色瓶?jī)?nèi)，冰箱中保存，可穩(wěn)定三個(gè)月。

（4）亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：吸取貯備液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含5.0μg NO2 —。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取7支10mL具塞比色管，按下表所列數(shù)據(jù)配制標(biāo)準(zhǔn)色列。

精煉轉(zhuǎn)爐過程氣體在線分析系統(tǒng)